TALAJJAVÍTÁS HULLADÉKOKKAL (SOILUTIL) Nemzeti Technológiai Program TECH_09-A4-2009-0129 I. Munkaszakasz eredményeinek összefoglalása A beszámolási idıszak tényleges kezdési és befejezési ideje: 2009. 09. 01 2010. 08. 31. Támogatott szervezetek.a. S. A. Magyarország Kft. (.A. S. A.) WEPROT Mérnöki Tervezı és Környezetvédelmi Szolgáltató Kft. (WEPROT) Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék (BME) Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet (MTA TAKI) A projekt szakmai vezetıje: Dr. Gruiz Katalin, BME A projekt adminisztratív vezetıje: Erdélyi Attila,.A.S.A. A projekt honlapja: www.soilutil.hu
A projekt elsı munkaszakaszának összefoglaló értékelése A SOILUTIL projekt céljai az innovatív hulladékmenedzsment, a hulladékok kockázat alapú hasznosítása, mint anyag, akár mint összetett anyag, vagyis termék. A vegyi anyagokhoz hasonlóan a hulladékok kockázatát úgy tervezzük kontroll alatt tartani, hogy az sose érjen el egy elviselhetetlen mértéket. Ahhoz, hogy a hulladékokat a kockázataik alapján tudjuk megítélni, ismernünk kell a hulladék veszélyességét, fizikai, kémiai, biológiai jellemzıit, valamint a környezetbe kikerülı mennyiséget és magát a környezetet, annak tulajdonságait és használóit. Tehát a hulladékhasznosítás kockázatának kiszámításához és menedzsmentjéhez olyan adatokra van szükségünk, melyek a szokásos hulladék adatbázisokban nem szerepelnek (EWC kód helyett anyagtartalmak, fizikai-kémiai, biológiai-ökotoxikológiai jellemzık, hasznos tulajdonságok). Hasonlóan fontosak a jó példák, a megvalósult technológiák, demonstrációs projektek, újítások eredményei, ezeknek a hulladékhasznosító technológiáknak a pontos leírása és verifikációja. Mivel a hulladékokat a talaj javítására, termesztıközegek vagy geotechnikai elemek elıállítására kívánjuk ebben a projektben hasznosítani, a hulladékot fogadó javításra, módosításra szoruló talajt is alaposan meg kell ismernünk, elsısorban a talajromlási folyamatokat, a leromlott talajok földrajzi elhelyezkedését és a javításukra alkalmas technológiákat. Az elsı munkaszakaszban tehát széleskörő tájékozódást és adatgyőjtést folytattunk, fenti elvek és célok mentén, és felállítottuk az adatok tárolására, késıbbi használatára és nyilvánossá tételére alkalmas adatbázis szerkezetét és kidolgoztuk az adatbázis egyes egységeinek informatikai megoldását. Az adatbázist úgy alakítottuk ki, hogy alkalmas legyen a menedzsment (1. ábra) és a jogi (2. ábra) háttér befogadására. A környezetmenedzsment gyakorlati alkalmazásának adatbázisa tartalmazza a fizikai kémiai felmérési/monitoring módszereket, biológiai-ökotoxikológia felmérési/monitoring módszereket, környezettoxikológiai felmérési/monitoring módszereket, terjedési és egyéb modelleket, GIS eszközöket és alkalmazásokat, kockázatfelmérést, életciklus felmérést (LCA), kockázatcsökkentési technológiákat. Ugyanakkor, az adatbázis alkalmas a hulladékok általános és konkrét ismertetésére (3. ábra), a hulladékot hasznosító technológiák, talajjavítási technológiák részletes ismertetésére és keresésre (4. ábra). Kialakítottuk a GIS-alapú hulladék adatbázist, mely a hulladékok keletkezési helyének, tárolásának, lerakásának, esetleg feldolgozásának térképi adatait tárolja, s mely felhasználható lesz a helyszín szerinti keresésre. 1. ábra Környezetmenedzsment képtár: Gyakorlati alkalmazás mátrix 2. ábra E-tanfolyamok: jogi háttér mátrix
3. ábra Hulladék felmérési adatlap 4. ábra Talajjavítási technológia adatlap Kidolgoztuk a hulladékok talajra történı hasznosításának menedzsment-koncepcióját (5. ábra). Az új hulladékhasznosítási szemlélet alapja a veszély és a kockázat megkülönböztetése és a hulladékok talajra való hasznosításából eredı kvantitatív kockázat és érték arányának meghatározása. A menedzsment folyamat elsı lépése az információgyőjtés, ezt követi a kockázatszámításhoz szükséges kockázati szcenárió felállítása, majd a kockázat számszerősítése. A hulladékok kockázatközpontú és érték alapú megközelítése együttesen megalapozza a hulladékok optimális hasznosítását. http://soilutil.hu/sites/soilutil.hu/files/gruizkthemeb,ths%20b2,newfunction.pdf Hulladékok talajra hasznosításának környezeti kockázatmenedzsmentje Rendelkezésre álló és szükséges információ Információ hulladékról, hulladékhasznosítási technológiáról és terület/ talaj-használatról Felmérések Veszélyfelmérés (PNEC/DNEL) Expozició felmérése (PEC) Kockázat jellemzése Nem Veszélyes? CMR/PBT? igen RQ iteráció Kockázat-alapú döntéshozás Hulladék /hasznosítási adatlap igen Kockázat kontrollált? nem Kommunikáció Kommunikációs e-adatbázis 5. ábra Hulladékok újrahasznosításának környezeti kockázatmenedzsment sémája Elvégeztük a Magyarországi és az Európai Uniós jogszabályok összehasonlító elemzését, szem elıtt tartva a SOILUTIL projekt szempontjából lényeges kitörési pontokat (6. ábra). http://enfo.agt.bme.hu/drupal/hu/node/973. 6. ábra Magyarországi és Európai Uniós jogszabályok a hulladékos adatbázisban
Áttekintettük a hasznosítható hulladékokat hulladék-fajtánként, ezen belül a magyarországi ipari hulladék-termelés helyzetét, jövıbeni irányait, a régi hulladékdepók minıségi, mennyiségi, területi eloszlását, az ipari szelektív hulladékgyőjtési rendszert, a begyőjtött hulladékok vizsgálati módszereit. Felmértük a különbözı talajdegradációs folyamatokat és a talaj leromlás kiterjedését Magyarország területén. Integrált térinformatikai rendszerbe szerveztük a magyarországi talajok tulajdonságait országos szinten rendelkezésre álló információkat (7. ábra) (http://www.enfo.hu/gis/korinfo/). Feltöltöttük az adatbázisba a talajdegradációs folyamatokra vonatkozó, országos szintő, térképi alapú információkat (http://enfo.agt.bme.hu/drupal/keptar/5718). Ezen információk integrálása és elemzése a térinformatikai rendszerben alkalmas nemcsak a degradációs régiók lehatárolására, hanem az integrált veszélyeztetettség térbeli indikálására is. 7. ábra: Magyarország talajtulajdonságokat ábrázoló GIS térképe A hulladékok adatbázisának létrehozásához az elsı lépés a megfelelı adatlapok kialakítása volt. Elkészítettük a hulladék felmérési adatlapot, amelybe konkrét hulladékok és általánosabban, hulladék típusok szerepelnek, minden fontosabb tulajdonságukkal együtt (8. ábra) (http://www.mokkka.hu/db1/db_forms.php?lang=hun&db_type=mysql&order=sorszam&sheet_type_f ilter=0&sheet_type_filter=36&search=&topic=&sheet_lang_filter=hu). 8. ábra Hulladék felmérési adatlapok az adatbázisban Mivel a projektben célunk a hulladékok hasznosításának növelése, ehhez fontos ismerni a jelenleg is alkalmazott, vagy éppen még kutatás alatt álló, vagy csak kevéssé elterjedt hulladékkezelési technológiákat is (http://www.mokkka.hu/db1/db_forms.php?lang=hun&db_type=mysql&order=sorszam&sheet_type_f ilter=0&sheet_type_filter=36&search=&topic=&sheet_lang_filter=hu). Ezért létrehoztunk
adatlapokat hulladékkezelési technológiák számára is. Az adatlapokat úgy alakítottuk ki, hogy azok kielégítsék majd a szakértıi rendszer igényeit. Az információ és adatgyőjtés kiterjedt a jogi és menedzsment területre, az ipari, mezıgazdasági és kommunális hulladékokra valamint a talajromlási folyamatokra általában és Magyarországon. Ebben a munkaszakaszban létrehoztuk annak a szakértıi rendszernek az alapjait, mely a rendelkezésre álló hulladékok hasznos tulajdonságait, képességét, beltartalmi értékét összepárosítja a leromlott talajokból hiányzó képességekkel, összetevıkkel. Ehhez összegyőjtöttük az eddigi saját, magyar és nemzetközi tapasztalatokat, felvázoltuk az összefüggéseket a rendszer különbözı szintjein: a menedzsment, a gyakorlat és az adatbázis szintjén. A SOILUTIL szakértıi rendszer általános tudományos és mérnöki keretének két oldalát a talajromlási, talajkárosodási folyamatok és a hulladékokban meglévı értékek és a hulladékkal történı talajjavítási módszerek alkalmazása eredményeképpen adódó hasznok adják. Az értékek mellett természetesen a veszélyeket is figyelembe vesszük és értékeljük, s ha szükséges korlátozzuk az azokon alapuló környezeti kockázat mértékét. Kidolgoztuk a leromlott és a szennyezett talajok javítására (9. ábra), valamint geotechnikai konstrukciók elıállításához használt eljárások, technológiák követésére alkalmas kockázatközpontú integrált monitoring-terveket. 9. ábra Integrált monitoring módszer-együttes szennyezett talajok javítására A technológiák monitorozása biztosítja az adatokat az alkalmazott technológia jóságának bizonyításához (verifikáció). Elkezdtük a verifikációs rendszer részletes kidolgozását, mely tartalmazza az anyagmérleget, az értékeken alapuló hasznokat, a veszélyeken alapuló kockázatokat, valamint a társadalmi gazdasági mérlegek felvételét. Elkezdtük a döntéstámogató rendszer létrehozását, mely segítséget nyújt a döntéshozóknak és szakembereknek a legalkalmasabb módszer-együttes választásában. Ebben a munkaszakaszban már egy sor kisléptékő laborkísérletet is végeztünk, elsısorban a nagyobb léptékben is kipróbálandó technológiai fejlesztésekhez. A kisléptékő laborkísérletekrıl továbbléptünk olyan technológiai kísérletek irányába, melyekbıl a technológiai paraméterekre vonatkozóan is tudtunk következtetni. Hulladékokkal remediáltunk toxikus fémekkel szennyezett degradálódott talajokat, szerves hulladékokkal javítottuk a talaj élıhely-funkcióját és aktivitását; termesztıközeg elıállítására szolgáló laboratóriumi mikrokozmosz teszteket kezdtünk el az ASA hulladéklerakó oldaláról származó terméketlen anyaggal, négy különbözı anyagú és szerkezető takaróanyag hulladéktalaj és inert hulladék felhasználásával (10. ábra).
10. ábra: Mikrokozmoszok az ASA hulladéklerakóról származó anyaggal A kísérletekben felhasznált adalékanyagokat a talajba keverés elıtt fizikai-kémiai analitikai, biológiai és ökotoxikológiai vizsgálatok alá vettük. A hulladékkal kevert talajok kockázata minden esetben elfogadható mértékő volt vagy lett a kezelés hatására, ami azt jelenti, hogy teljesítette a jelenlegi magyar talajhatárértékeket. A geotechnikai elemek fejlesztése során elsısorban a kapilláris rétegek és kapilláris gátak építıipari hulladékok felhasználásával történı kialakítására fókuszáltunk (11. ábra). Kismérető mikrokozmosz kísérletekben vizsgáltuk a rétegsor egyes tagjainak viselkedését. Megállapítottuk, hogy a beton alkalmas kapilláris gátnak, ugyanakkor a tégla kis szemcsemérető frakció kapilláris víztartó rétegnek. 11. ábra Mikrokozmoszok kapilláris gát és kapilláris víztartó réteg kialakítására Az eddig elért eredményeket 24 db. tanulmányban illetve dokumentumban foglaltuk össze. Ezek egy része már publikus, különféle tudományos fórumokon publikáltuk: http://soilutil.hu/node/21. A többi még publikáció elıtt áll, honlapunk belsı használatú oldalain hozzáférhetı. A projekt elsı munkaszakasza során eleget tettünk a tájékoztatási tervben vállalt kötelezettségeinknek (elkészült a projekt honlapja, van projekttábla, publikáltunk, elıadásokat tartottunk, posztereket mutattunk be a projekttel kapcsolatos témákban). A vállalt indikátorok teljesítése is a terv szerint halad. A tervezett feladatokat túlteljesítettük, amennyiben elindítottuk a laboratóriumi mikrokozmosz és technológiai kísérleteket és elıkészítettük a szabadföldi kísérletek helyszíneit, hogy a szabadföldön kipróbálandó technológiákat legalább három évig tudjuk monitorozni és értékelni. A SOILUTIL koncepció kipróbálására kiértékeltük (állapotfelmérés, kockázatfelmérés és verifikáció) egy 4 éve folyó fémekkel szennyezett talaj hulladékkal (pernye) történı remediálását (12. ábra).
12. ábra: Gyöngyösoroszi szabadföldi kísérlet: csupasz, kezeletlen és kezelt, növényesített parcella Készítette: Gruiz Katalin és Vaszita Emese (BME, ABÉT) Budapest, 2010. szeptember 15.